保险箱用的4位数字代码锁设计.docx

保险箱用的4位数字代码锁设计作者：牛崇院校：电子科技大学自动化工程学院学号：2907306003指导老师：姜书艳摘要：设保险箱用的4位数字代码锁，该锁有规定的地址代码A、B、C、D 4个输入端和一个开箱钥匙孔信号E的输入端，当用钥匙开箱时，如果输入的4个代码正确，保险箱被打开关键字：密码锁编码译码输入输出前言密码锁是锁的一种，开启时用的是一系列的数字或符号。密码锁的密码通常都只是排列而非真正的组合。部分密码锁只使用一个转盘，把锁内的数个碟片或凸轮转动；亦有些密码锁是转动一组数个刻有数字的拨轮圈，直接带动锁内部的机械。这是生活中常见的机械密码锁，本次课程设计中设计的是数字密码锁，可将其应用于机械密码锁，使其安全性更强，从而获得更好的保密体验。设计中用到的是74LS148优先编码器，译码器CD4511，以及七段数码显示管，逻辑门等基本器材。一、 原理分析：设计的流程图如下机械系统和报警系统识别反应系统编码译码系统键盘输入端显示系统（本设计中不对键盘输入系统和机械系统做详细设计）手动输入某一个信号，通过一系列电路将其转变为机器可以辨识的电信号，进而推动某些装置作出反应从而达到密码锁的目的。设计的密码锁编码译码系统输入端口有八个状态，键盘输入上有0 1 2 3 4 5 6 7 8，分别定义为0 1 2 3 4 5 6 7 ，也就是对应74LS148的八个输入端口（I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7）。当键盘输入一个信号之后，在编码译码系统接收到信号之后传递到显示器和识别系统，从而在显示器上做出输入的信息显示，识别系统根据输入的信号做出某些反馈到机械系统，机械警报系统再做出反应，比如开锁或者警报等。二、设计过程密码为四位数，假设密码设定为0 1 2 3（可对电路进行某些调整从而更换密码）。第一位是0，那么对应的输入端口74LS148就是I0，如下面电路图所示，经74LS148（输入输出都是低电平有效）翻译为111后，再经反相器后输入4511七段译码器，然后经数码显示管显示输入数据0;第二位是1，再经同样的系统之后得到显示并产生识别系统所需的输入信号，同理进行2 3。由此可见，需要四个像图一所示的系统，并且有四个小键盘输入，来保证有四位输入密码。图一编码译码系统1这是输入为4的时候的proteus实时仿真显示状况图二按下4键后的显示器显示对于识别系统，其电路设计如下图所示（max+plusII编辑）。输入端接图一中所示的要求接识别系统的端口，一共12个端口，每三个一组接入下面电路的X1X2X3 ，X4 X5 X6 ，X7 X8 X9 ，X10 X11 X12。即其输入就分别是000,001,010,011。而X13则是确认输入，即钥匙验证键，也可接在键盘上作为“确定键”。Z1是开锁信号输出端，在Z1为高电平时向机械系统输送信号使密码锁打开，而Z2是报警系统，一旦输入密码错误，Z2保持高电平，启动报警系统。那么电路其真值表如下， ，X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12X13Z1Z2*001000000000000101000000000001101 01000001010011110 01111111111111101（*代表任意状态）可见，是在输入为000 001 010 011（0 1 2 3）时开锁并没有警报，用max+plusII波形仿真如下图：波形仿真结果也符合事先要求，达到了预期效果在此，计算一下密码保密概率，总输入有N=8*8*8*8=4096种状况，在不知密码前提下，随机输入正确的概率是P=0.000244，只有万分之二，很小。总结及心得体会：1电路设计需要从全局来考虑2深入了解了某些芯片的使用要求及方法3学习使用了proteus及max+plusII软件（proteus实时仿真很方便，元件搜寻也很方便，但不能进行波形仿真；max+plusII波形仿真很好用，但元件查找麻烦，连线操作不够人性化）4实践了论文的写作格式5增进了对